KR20170017819A - 자기 센서, 모터 어셈블리 및 집적 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입력 포트(1102, 1104) 및 출력 포트(1106)을 포함하는 집적 회로, 및 상기 출력 포트(1106)과 결합되고 제1 상태 및 제2 상태 중 적어도 하나에서 동작하도록 상기 집적 회로를 제어하기 위하여 검출 신호에 적어도 응답하도록 구성된 출력 제어 회로(1120)을 포함하는 전기 회로에 관련된다. 상기 입력 포트(1102, 1104)는 외부 교류(AC) 전원(1610)에 연결된다. 제1 상태에서, 부하 전류는 외부 포트(1106)로부터 집적 회로의 외부로 제1 방향으로 흐르고, 제2 상태에서, 부하 전류는 집적 회로의 외부로부터 출력 포트(1106)를 통해 집적 회로로 상기 제1 방향에 반대인 제2 방향으로 흐른다. 집적 회로의 동작 주파수는 외부 AC 전원(1610)의 주파수에 정비례된다.

Description

자기 센서, 모터 어셈블리 및 집적 회로{MAGNETIC SENSOR, MOTOR ASSEMBLY AND INTEGRATED CIRCUIT}

본 발명은 회로 기술 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 자기 센서에 관한 것이다. 본 발명은 또한 저전력 영구 자석 모터에 대한 드라이버에 관한 것이다.

동기식 모터의 시작 동안, 고정자는 교번 자계를 생성하여 영구 자석 회전자가 발진하도록 한다. 회전자의 발진의 진폭은 회전자가 회전을 시작할 때까지 증가하고, 최종적으로 회전자는 고정자의 교번 자계와 동기식으로 회전하도록 가속된다. 종래 기술의 동기식 모터의 시작을 보장하기 위하여, 모터의 시작점은 낮게 설정되고, 그 결과 모터가 상대적으로 높은 동작점에서 동작할 수 없고, 이에 따라 효율은 낮다. 다른 측면에서, 회전자는 영구 자석 회전자의 중지 또는 고정 위치가 고정되지 않으므로 매번 동일한 방향으로 회전하는 것을 보장할 수 없다. 따라서, 팬 및 워터 펌프와 같은 응용에서, 회전자에 의해 구동되는 임펠러는 직선의 방사 날개를 가지며, 이는 팬 및 워터 펌프의 낮은 동작 효율을 초래한다.

도 1은 동기식 모터에 대한 종래 기술의 구동 회로를 도시하는데, 이는 시작 할 때마다 동일한 소정 방향으로 회전자를 회전하도록 한다. 회로에서, 모터의 고정자 권선(1)은 AC 전원의 두 단자(M 및 N) 사이에서 TRIAC와 직렬로 연결되며, AC 전원(VM)은 변환 회로(DC)에 의해 직류 전압으로 변환되고, 직류는 위치 센서(H)에 공급된다. 모터 내에서 회전자의 자극 위치는 위치 센서(H)에 의해 검출되고, 위치 센서(H)의 출력 신호(Vh)는 스위치 제어 회로(PC)에 연결되어, 양방향 사이리스터(T)를 제어한다.

도 2는 구동 회로의 파형을 도시한다. 도 2로부터, 구동 회로에서, 양방향 사이리스터(T)가 스위치 온 또는 오프인 것과 상관 없이, AC 전원은 변환 회로(DC)에 대해 전력을 공급하여, 변환 회로(DC)가 위치 센서(H)에 대해 일정하게 전력을 출력하고 공급한다(도 2에서 신호(VH) 참조). 저전력 응용에서, AC 전원이 약 200V의 상업적 전기인 경우, 변환 회로(DC)에서의 두 저항(R2 및 R3)에 의해 소비되는 전기 에너지는 모터에 의해 소비되는 전기 에너지 보다 더 많다.

자기 센서는 홀 효과를 응용하고, 여기서, 전류(I)가 기판을 통해 흐르고, 자계(B)가 전류(I)에 대해 양의 각도로 인가되는 경우, 전위차(V)가 전류(I)의 방향 및 자계(B)의 방향에 대해 수직인 방향으로 생성된다. 자기 센서는 종종 전기 회전자의 자극을 검출하기 위하여 이행된다.

회로 디자인 및 신호 처리 기술이 발전함에 따라, 자기 센서의 개선 및 용이한 사용과 정확한 검출을 위한 구현된 IC에 대한 필요성이 존재한다.

본 발명의 일 측면은 하우징, 상기 하우징으로부터 둘다 연장하는 입력 포트 및 출력 포트, 및 전기 회로를 포함하는 자기 센서를 제공한다. 상기 입력 포트는 외부 교류 전원에 연결된다. 상기 전기 회로는 외부 자계를 검출하고 외부 자계의 적어도 하나의 특성을 나타내는 자기 유도 신호를 출력하도록 구성된 자계 검출 회로, 및 상기 출력 포트와 결합되며 적어도 자기 유도 신호에 응답하여 자기 센서를 제어하여 제1 상태 및 제2 상태 중 적어도 하나에서 동작하도록 구성되는 출력 제어 회로를 포함한다. 제1 상태에서, 부하 전류는 출력 포트로부터 자기 센서의 외부로 제1 방향으로 흐르고, 제2 상태에서, 부하 전류는 자기 센서의 외부로부터 출력 포트를 통해 자기 센서로 제1 방향의 반대인 제2 방향으로 흐른다. 자기 센서(1105)의 동작 주파수는 외부 AC 전원의 주파수에 정비례한다.

본 발명의 다른 측면은 모터 어셈블리를 제공하며, 상기 모터 어셈블리는 교류(AC) 전원을 기초로 동작하도록 구성된 모터, 모터에 의해 생성된 자계를 검출하고, 검출된 자계를 기초로 결정된 동작 상태에서 동작하도록 구성된 전술한 자기 센서, 및 모터와 직렬로 결합되며 자기 센서의 동작 상태를 기초로 모터를 제어하도록 구성된 양방향 AC 스위치를 포함한다.

본 발명의 다른 측면은 집적 회로를 제공하며, 상기 집적 회로는 입력 포트 및 출력 포트, 및 상기 출력 포트와 결합되고 제1 상태 및 제2 상태 중 적어도 하나에서 동작하도록 상기 집적 회로를 제어하도록 검출된 신호에 적어도 응답하도록 구성된 출력 제어 회로를 포함한다. 입력 포트는 외부 교류(AC) 전원에 연결된다. 제1 상태에서, 부하 전류는 출력 포트로부터 집적 회로의 외부로 흐르고, 제2 상태에서, 부하 전류는 집적 회로의 외부로부터 출력 포트를 통해 집적 회로로 제1 방향의 반대인 제2 방향으로 흐른다. 집적 회로의 동작 주파수는 외부 AC 전원의 주파수에 정비례한다.

여기에 설명된 방법, 시스템, 및/또는 프로그래밍은 예시적 실시예 측면에서 더욱 설명된다. 이들 실시예는 도면을 참조로 상세히 설명된다. 이들 실시예는 비제한적 실시예로서, 여기서 도면 번호는 도면에 걸쳐 유사한 구조를 나타내며, 여기서:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동기식 모터에 대한 종래 기술의 구동 회로를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 구동 회로의 파형을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자기 센서(1105)의 예시적 도면을 도시한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 센서(1105)의 예시적 도면을 도시한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 센서(1105)의 예시적 도면을 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 출력 제어 회로(1120)의 예시적 구현을 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 출력 제어 회로(1120)의 예시적 구현을 도시한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 센서(1105)의 다른 예시적 도면을 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 정류기(1150)의 예시적 도면을 도시한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 센서(1105)의 예시적 도면을 도시한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 센서(1105)의 일부의 예시적 구현 회로를 도시한다.
도 12는 상태 제어 회로(1140)와 연결된 출력 제어 회로(1120)의 다른 실시예를 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 자기 센서(1105)에 의해 수행도는 신호 처리의 예시적 방법의 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 여기에 설명되는 자기 센서를 포함하는 모터 어셈블리(2200)의 예시적 도면을 도시한다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 모터(2300)의 예시적 도면을 도시한다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 AC 전원(1610) 및 정류기 브리지(1150) 각각으로부터의 출력 전압의 파형을 도시한다.

이하의 상세한 설명에서, 수개의 특정 상세가 관련 기술이 철저한 이해를 제공하기 위하여 예로서 제시되었다. 그러나, 당업자에게는 본 발명이 그러한 상세없이도 실시될 수 있음이 명백하다. 다른 예에서, 공지된 방법, 절차, 시스템, 구성 요소, 및/또는 회로가 본 발명의 측면을 불필요하게 모호하게 하는 것을 회피하기 위하여 상세 없이 상대적으로 높은 레벨에서 설명되었다.

상세한 설명 및 청구범위를 통해, 용어가 명백하게 언급된 의미를 넘어서는 측면에서 제안되거나 암시된 미묘한 의미를 가질 수 있다. 유사하게, 여기에 이용된 용어 "일 실시예/예에서"는 반드시 동일한 실시예를 지칭할 필요는 없으며, 용어 "다른 실시예/예에서"는 반드시 상이한 실시예를 지칭할 필요가 없다. 예를 들면, 청구된 요지는 전체로서 또는 일부에서 예시적 실시예의 조합을 포함하는 것을 의도한다.

일반적으로, 용어들은 문맥 내의 활용으로부터 적어도 일부 이해될 수 있다. 예를 들면, 여기에 이용된 "및", "또는", 또는 "및/또는"과 같은 용어는 그러한 용어가 이용되는 문맥의 적어도 일부에 의존할 수 있는 다양한 의미를 포함할 수 있다. 일반적으로, 여기에서 이용되는 A, B, 또는 C와 같은 리스트를 관련짓기 위하여 "또는"이 이용되는 경우, 포함적 의미로 이용되는 A, B, 및 C 외에도, 배타적 의미로 이용되는 A, B 또는 C를 의미할 수 있다. 또한, 여기에 이용되는 용어 "하나 이상"은 문맥의 적어도 일부에 의존하여 단일 의미에서 어떠한 특성, 구조, 또는 특징을 설명하거나 또는 복수의 의미에서의 특성, 구조 또는 특징의 조합을 설명하는데 이용될 수 있다. 유사하게, "a", "an", 또는 "the"와 같은 용어는 다시 적어도 문맥의 일부에 의존하여 단수 용법을 전달하거나 또는 복수 용법을 전달하는 것으로 이해될 수 있다. 또한, 용어 "~을 기초로(based on)"는 반드시 요인의 배타적 집합을 전하려는 의도는 아니고, 대신에, 적어도 문맥의 일부에 의존하여 다시 불필요하게 명확하게 설명되지 않은 추가적 요인의 존재를 허용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자기 센서(1105)의 예시적 도면을 도시한다. 자기 센서(1105)는 하우징(도시 없음), 상기 하우징(도시 없음) 내에 있는 반도체 기판, 제1 입력 A1(1102), 제2 입력 A2(1104), 출력 포트 B(1106), 및 반도체 기판 상에 있는 전자 회로(1100)를 포함한다. 전자 회로(1100)는 제어 신호 생성 회로(1110) 및 제어 신호 생성 회로(1110)에 결합된 출력 제어 회로(1120)를 포함한다. 실시예에서, 제1 입력 A1(1102) 및 제2 입력 A2(1104)는 외부 전원에 직접 연결될 수 있다(예를 들면, 도 16에서 1610). 실시예에서, 제1 입력 A1(1102) 및 제2 입력 A2(1104)은 예를 들면 외부 부하를 통해 외부 전원에 직렬로 연결될 수 있다.

제어 신호 생성 회로(1110)는 하나 이상의 신호를 검출하고, 검출된 하나 이상의 신호를 기초로 제어 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 신호는 전기 배선 또는 케이블을 통해 수신된 하나 이상의 전기 신호일 수 있다. 일부 다른 예에서, 하나 이상의 신호는 자기 센서(1105)에 의해 무선으로 또는 다른 수단에 의해 수신된 하나 이상의 자기 신호 또는 다른 유형의 신호일 수 있다.

동작에서, 제어 신호 생성 회로(1110)는 하나 이상의 검출된 신호를 기초로 소정 조건이 만족되는지 여부를 결정한다. 하나 이상의 검출된 신호를 기초로 소정 조건이 만족되는 경우, 제어 신호 생성 회로(1110)는 제1 제어 신호를 생성하여 출력 제어 회로(1120)에 전송하고, 다음으로 이에 따라 자기 센서(1105)를 제1 상태에서 동작하도록 제어할 것이다. 제1 상태에서, 전기(부하) 전류는 자기 센서로부터 나와 출력 포트 B(1106)로 흐를 것이다. 제어 신호 생성 회로(1110)는 또한 제2 제어 신호를 생성하고 출력 제어 회로(1120)로 전송하여 자기 센서(1105)를 제2 상태에서 동작하도록 제어한다. 제2 상태에서, 전기(부하) 전류는 출력 포트 B(1106)로부터 나와서 자기 센서로 흐를 수 있다. 제어 신호 생성 회로에서 제1 상태 또는 제2 상태를 결정하는 방법이 더욱 상세히 설명된다.

반면에, 하나 이상의 검출된 신호를 기초로 소정 조건이 만족되지 않은 경우, 제어 신호 생성 회로(1110)는 제3 제어 신호를 생성하고 출력 제어 회로(1120)에 전송하여 자기 센서(1105)를 제3 상태에서 동작하도록 제어한다. 제3 상태에서, 전기(부하) 전류는 출력 포트 B(1106)를 통해 흐르지 않는다. 제3 상태에 있는 일부 상황에서, 소량의 전류만이 출력 포트 B(1106)를 통해 흐른다 즉, 전류의 세기는 전기(부하) 전류의 1/5 보다 적다.

일부 실시예에서, 출력 제어 회로(1120)는 제어 신호 생성 회로(1110)와 결합되고, 자기 센서(1105)를 제어 신호 생성 회로(1110)로부터 수신된 제어 신호를 기초로 결정된 상태에서 동작하도록 제어한다. 예를 들면, 출력 제어 회로(1120)가 제1 제어 신호를 수신하는 경우, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 전기(부하) 전류가 출력 포트 B(1106)로 흐르는 제1 상태에서 동작하도록 제어한다. 출력 제어 회로(1120)가 제2 제어 신호를 수신하는 경우, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 전기(부하) 전류가 외부로부터 출력 포트 B(1106)를 통해 자기 센서로 흐르는 제2 상태에서 동작하도록 제어한다. 출력 제어 회로(1120)가 제3 제어 신호를 수신하는 경우, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 전기(부하) 전류가 출력 포트 B(1106)를 통해 흐르지 않는(또는 전기(부하) 전류와 비교할 때 소량의 전류, 예를 들면 전기(부하) 전류의 1/4 보다 적은 전류만이 흐르는) 제3 상태에서 동작하도록 제어한다. 실시예에서, 출력 제어 회로(1120)는 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호 등을 포함하는 복수개의 제어 신호를 교호로 수신할 수 있다. 따라서, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 상이한 상태 사이에서 교호로 동작하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 자기 센서(1150)는 제1 상태와 제2 상태 사이에서 교호로 동작할 수 있다. 실시예에서, 자기 센서(1105)는 제3 상태에서 동작하는 경우, 자기 센서(1105)는 제1 상태 또는 제2 상태에서 동작하는 것이 방지될 수 있다.

실시예에서, 제1 입력 A1(1102) 및 제2 입력 A2(1104)가 외부 AC 전원(1610)로 연결되는 경우(도 8), 제1 상태, 제2 상태, 또는 제3 상태에 있는 자기 센서(1105)의 동작 주파수는 외부 AC 전원(1610)의 주파수에 정비례하도록 설정될 수 있다. 실시예에서, 제3 상태에 있는 자기 센서(1105)의 동작 주파수는 외부 AC 전원(1610)의 주파수의 2배인, 제1 상태 또는 제2 상태의 동작 주파수의 2배이다.

도 4는 본 발명의 상이한 실시예에 따른 자기 센서(1105)의 예시도이다. 이 실시예에서, 자기 센서(1105)는 제1 입력 A1(1102), 제2 입력 A2(1104), 출력 포트 B(1106), 및 전자 회로(1100)를 포함한다. 전자 회로(1100)는 자계 검출 회로(1130), 자계 검출 회로(1130)와 결합된 상태 제어 회로(1140), 및 상태 제어 회로(1140)와 결합된 출력 제어 회로(1120)를 포함한다.

자계 검출 회로(1130)는 외부 자계를 검출하고 검출된 외부 자계에 따라 자기 유도 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 자기 유도 신호는 외부 자계의 극성 및 강도를 표시 또는 나타낼 수 있다.

상태 제어 회로(1140)는 소정 조건이 만족되는지 여부를 결정하고, 또한 제어 신호의 수신시의 결정을 기초로 출력 제어 회로(1120)에 대응하는 제어 신호를 전송하도록 구성될 수 있으며, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 자기 유도 신호를 기초로 결정되는 대응하는 상태에서 동작하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 소정 조건이 만족되는 경우, 대응하는 상태는 제1 상태 및 제2 상태 중 하나일 수 있으며, 이는 각각이 자기 유도 신호에 의해 표시되는 외부 자계의 특정 극성에 대응한다. 예를 들면, 제1 상태는 외부 자계의 제1 극성이 검출되는 상황에 대응할 수 있으며, 제2 상태는 외부 자계의 제2 극성(제1 극성의 반대임)이 검출되는 상황에 대응할 수 있다. 따라서, 소정 조건이 만족되고 외부 자계가 제1 극성을 나타내는 경우, 상태 제어 회로(1140)는 이를 나타내는 제어 신호를 출력 제어 회로(1120)에 전송할 수 있으며, 이에 따라 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제1 상태에서 동작하도록 제어할 수 있다. 상술한 것처럼, 제1 상태에서, 전기(부하) 전류는 자기 센서로부터 출력 포트 B(1106)를 통해 외부로 흐른다. 소정 조건이 만족되고 외부 자계가 제1 극성의 반대인 제2 극성을 나타내는 경우, 상태 제어 회로(1140)는 이를 나타내는 제어 신호를 출력 제어 회로(1120)로 전송하고, 이를 기초로 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제2 상태에서 동작하도록 제어할 수 있다. 상술한 것처럼, 제2 상태에서, 전기(부하) 전류는 외부로부터 출력 포트 B(1106)를 통해 자기 센서로 흐른다.

반면에, 상태 제어 회로(1140)가 소정 조건이 만족되지 않는 경우(또는 상태 제어 회로(1140)가 자기 유도 신호에 응답하지 않거나 자계 검출 회로(1130)로부터 자기 유도 신호를 획득할 수 없는 경우), 상태 제어 회로(1140)는 이를 나타내는 제어 신호를 출력 제어 회로(1120)에 전송하여 자기 센서(1105)를 제3 상태에서 동작하도록 제어할 수 있다. 제3 상태에서, 전기(부하) 전류가 출력 포트 B(1106)을 통해 흐르지 않는다(또는 전기(부하) 전류에 비해 소량의 전류만이 출력 포트 B를 통해 흐른다, 예를 들면 전류의 세기가 전기(부하) 전류의 1/4 보다 적다).

출력 제어 회로(1120)는 제어 신호 생성 회로(1110)와 결합되고, 자기 센서(1105)를 제어 신호 생성 회로(1110)로부터 수신된 제어 신호를 기초로 결정되는 상태에서 동작하도록 제어하도록 구성된다. 예를 들면, 출력 제어 회로(1120)가 소정 조건이 충족됨을 나타내는 제어 신호 및 외부 자계의 제1 극성을 수신하는 경우, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제1 상태에서 동작하도록 제어하여, 전기(부하) 전류가 출력 포트 B(1106)를 통해 자기 센서 밖으로 흐르도록 한다. 출력 제어 회로(1120)가 소정 조건의 만족 및 외부 자계로부터 검출된 제2 극성을 나타내는 제어 신호를 수신하는 경우, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제2 상태에서 동작하도록 제어하여, 전기(부하) 전류가 외부로부터 출력 포트 B(1106)를 통해 자기 센서로 흐르도록 한다. 출력 제어 회로(1120)가 소정 조건이 충족되지 않음을 나타내는 제어 신호를 수신하는 경우, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제3 상태에서 동작하도록 제어하고, 여기서는 전기(부하) 전류가 출력 포트 B(1106)를 통해 흐르지 않는다(또는 전기(부하) 전류에 비해 소량의 전류가 출력 포트 B를 통해 흐른다 예를 들면, 전류는 전기(부하) 전류의 1/4 보다 적다). 실시예에서, 출력 제어 회로(1120)는 시간 내에 복수개의 제어 신호를 교호로 수신할 수 있다. 따라서, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제1 상태와 제2 상태 사이를 포함하는 상이한 상태 중에서 동작하도록 제어한다.

실시예에서, 출력 제어 회로(1120)는 사용자의 사양을 기초로 구성될 수 있다. 예를 들면, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 작업 상태와 고임피던스 상태 사이에서 교호로 동작하도록 제어하도록 구성될 수 있다. 작업 상태는 제1 상태 또는 제2 상태에 대응할 수 있으며, 고-임피던스 상태는 제3 상태에 대응할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 센서(1105)의 예시도를 도시한다. 이 실시예에서, 자계 검출 회로(1130)의 예시적 구조가 제공된다. 도 4와 유사한 전자 회로(1100)는 자계 검출 회로(1130), 상태 제어 회로(1140), 및 출력 제어 회로(1120)를 포함한다. 이 실시예에서 자계 검출 회로(1130)는 자기 감지 소자(1131), 신호 처리 소자(1132) 및 아날로그-디지털 변환 소자(1133)를 포함한다.

자기 감지 소자(1131)는 외부 자계에 관한 일정 정보를 나타내는 아날로그 전기 신호를 검출하고 신호 처리 소자에 출력하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 자기 감지 소자(1131)로부터의 신호의 출력은 외부 자계의 극성을 나타낼 수 있다. 실시예에서, 자기 감지 소자(1131)는 홀 보드(Hall Board)를 기초로 이행될 수 있다.

신호 처리 소자(1132)는 자기 감시 소자(1131)로부터 아날로그 전기 신호를 처리하고 검출된 신호의 정확성을 개선하기 위하여 아날로그 전기 신호의 간섭을 증폭하고 줄임에 의해 처리된 아날로그 전기 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 처리된 아날로그 전기 신호는 아날로그-디지털 변환 소자(1133)로 전송된다.

아날로그-디지털 변환 소자(1133)는 처리된 아날로그 전기 신호를 자기 유도 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 외부 자계의 극성만이 검출될 필요가 있는 상황에서, 자기 유도 신호는 스위칭 디지털 신호에 대응할 수 있다. 도 5에서의 상태 제어 회로(1140) 및 출력 제어 회로(1120)는 도 4에 대해 개시된 것과 유사한 방식으로 동작한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 출력 제어 회로(1120)의 예시적 이행을 도시한다. 실시예에서, 출력 제어 회로(1120)는 사용자의 사양에 따라 구성될 수 있다. 도 6에 도시된 것처럼, 출력 제어 회로(1120)는 제1 스위치 K1(1410), 제2 스위치 K2(1420), 및 제3 스위치 K3(1430)을 포함한다. 제1 스위치 K1(1410), 제2 스위치 K2(1420), 및 제3 스위치 K3(1430) 각각은 다이오드 또는 트랜지스터이다. 제1 스위치는 제3 스위치 K3(1430)를 통해 출력 포트 B(1106)과 결합되어 부하 전류가 제1 방향을 통해 흐르도록 하는 제1 전류 경로를 형성한다. 제2 스위치는 제3 스위치 K3(1430)를 통해 출력 포트 B(1106)와 결합되어, 부하 전류가 제1 방향의 반대인 제2 방향으로 흐르도록 하는 제2 전류 경로를 형성한다. 제1 스위치 K1(1410) 및 제2 스위치 K2(1420)는 자기 유도 신호(1405)에 응답하여 대응하는 전류 경로를 선택적으로 턴 온한다.

실시예에서, 제1 스위치 K1(1410) 및 제2 스위치 K2(1420)은 사용자의 사양에 따라 선택적으로 턴 온 또는 턴 오프될 수 있다. 실시예에서, 제1 스위치 K1(1410) 및 제2 스위치 K2(1420)는 외부 자계의 검출된 극성을 나타내는 자기 유도 신호(1405)를 수신하도록 구성될 수 있다. 제1 스위치 K1(1410) 및 제2 스위치 K2(1420)는 자기 유도 신호(1405)에 응답하여 선택적으로 턴 온 또는 턴 오프될 수 있다. 예를 들면, 제1 스위치 K1(1410)는 고전압 도전 스위치일 수 있으며, 제2 스위치 K2(1420)는 저전압 도전 스위치일 수 있다. 이를 성취하기 위하여, 제1 스위치 K1(1410)는 고전압 VDD(1407)(예를 들면, 직류 전원)에 연결되고, 제2 스위치 K2(1420)는 저전압(예를 들면, 접지)에 연결된다. 자기 유도 신호(1405)가 예를 들면 외부 자계로부터 검출된 제1 극성을 나타내는 고전압을 갖는 경우, 제1 스위치 K1(1410)는 턴 온 될 수 있고, 제2 스위치 K2(1420)는 턴 오프될 수 있다. 자기 유도 신호(1405)가 외부 자계의 제1 극성의 반대인 예를 들면 제2 극성을 나타내는 저전압을 갖는 경우, 제1 스위치 K1(1410)는 턴 오프될 수 있으며, 제2 스위치 K2(1420)는 턴 온될 수 있다.

실시예에서, 제3 스위치 K3(1430)는 자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하는지 여부를 기초로 턴 온 또는 턴 오프될 수 있다. 예를 들면, 자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하는 경우, 제3 스위치 K3(1430)는 턴 온될 수 있다. 그게 아니라면, 제3 스위치 K3(1430)는 턴 오프될 수 있다. 제3 스위치를 제어하는 방법에 대한 상세한 것은 도 10에 대해 설명된다.

상술한 것처럼, 자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하고 자기 유도 신호가 고전압을 갖는 경우, 제1 스위치 K1(1410)가 턴 온되고, 제2 스위치 K2(1420)가 턴 오프되며, 제3 스위치 K3(1430)가 턴 온된다. 따라서, 제1 전류 경로는 온이 되고, 제2 전류 경로는 오프가 된다. 결과적으로, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제1 상태에서 동작하도록 제어한다. 즉, 전기(부하) 전류는 VDD(1407)로부터 제1 스위치 K1(1410), 제3 스위치 K3(1430)를 통과하고, 최종적으로 출력 포트 B(1106) 밖으로 흐른다.

자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하고 자기 유도 신호가 저전압을 갖는 경우, 제1 스위치 K1(1410)는 턴 오프되고, 제2 스위치 K2(1420)는 턴 온되고, 제3 스위치 K3(1430)가 턴 온된다. 따라서, 제1 전류 경로는 오프가 되고, 제2 전류 경로는 온이된다. 결과적으로, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제2 상태에서 동작하도록 제어할 수 있다. 즉, 전기(부하) 전류는 출력 포트 B(1106)로 들어가서 제3 스위치 K3(1430), 제2 스위치 K2(1420)를 통해 접지로 흐른다.

자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하지 않는 경우, 제3 스위치 K3(1430)는 턴 오프된다. 따라서, 제1 전류 경로와 제2 전류 경로 모두가 온이 되지 않는다. 결과적으로, 출력 제어 회로(1120)는 자기 유도 신호(1405)가 고전압이거나 저전압이거나 상관없이 자기 센서(1105)를 제3 상태에서 동작하도록 제어할 수 있다. 즉, 전기(부하) 전류가 출력 포트 B(1106)를 통해 흐르지 않는다(또는 상술한 전기(부하) 전류와 비교할 때 소량의 전류만이 출력 포트 B를 통해 흐른다 예를 들면, 전류는 전기(부하) 전류의 1/4 보다 적고, 자기 센서 외부의 부하를 구동할 수 없다). 따라서, 출력 제어 회로(1120)는 자기 유도 신호(1405)에 응답하지 않는다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 출력 제어 회로(1120)의 예시적 이행을 도시한다. 도시된 것처럼, 출력 제어 회로(1120)는 자계 검출 회로(1130)과 결합된다. 출력 제어 회로(1120)는 자계 검출 회로(1130)로부터 자기 유도 신호(1405)(도 6에 도시된 것처럼)를 수신한다. 출력 제어 회로(1120)는 단일 도전 스위치 D(1510), 저항 R(1520), 및 제3 스위치 K3(1430)를 포함한다. 단일 도전 스위치 D(1510)는 제3 스위치 K3(1430)를 통해 출력 포트 B(1106)과 결합되고, 부하 전류가 제1 방향으로 흐르도록 허용하는 제1 전류 경로를 형성한다. 반면에, 저항 R(1520)은 제3 스위치 K3(1430)를 통해 출력 포트 B(1106)와 결합되어, 부하 전류가 제1 방향의 반대인 제2 방향으로 흐르도록 허용하는 제2 전류 경로를 형성한다. 자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하는 경우, 제3 스위치 K3(1430)는 턴 온될 수 있다. 아니라면, 제3 스위치 K3(1430)는 턴 오프될 수 있다. 제3 스위치의 온/오프 제어 방법에 대한 상세한 것이 도 10에 대해서 설명된다. 단일 도전 스위치 D(1510)는 자계 검출 회로(1130)로부터 수신된 자기 유도 신호(1405)를 기초로 선택적으로 턴 온 또는 오프될 수 있다. 예를 들면, 자기 유도 신호(1405)가 고전압을 갖는 경우, 단일-도전 스위치 D(1510)가 턴 온된다. 자기 유도 신호(1405)가 저전압을 갖는 경우, 단일-도전 스위치 D(1510)는 턴 오프된다. 다른 실시예에서, 저항 R(1520)은 단일-도전 스위치 D(1510)와 역병렬 연결된 다른 단일-도전 스위치에 의해 대체될 수 있다.

전술한 것처럼, 자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하고 자계 검출 회로(1130)로부터 수신된 자기 유도 신호(1405)가 고전압을 갖는 경우, 단일-도전 스위치 D(1510) 및 제3 스위치 K3(1430) 모두 턴 온된다. 따라서, 제1 전류 경로는 온이되고, 제2 전류 경로는 오프가 된다. 결과적으로, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제1 상태에서 동작하도록 제어할 수 있다. 즉, 전기(부하) 전류는 출력 포트 B(1106)로부터 나와서 단일-도전 스위치 D(1510) 및 제3 스위치 K3(1430)을 통해 흐른다.

자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하고 자계 검출 회로(1130)로부터 수신된 자기 유도 신호(1405)가 저전압을 갖는 경우, 단일-도전 스위치 D(1510)는 턴 오프되고, 제3 스위치 K3(1430)는 턴 온된다. 따라서, 제1 전류 경로는 오프가 된다. 자기 유도 신호가 낮고, 제3 스위치 K3(1430)가 온이므로, 제2 전류 경로가 도전된다. 결과적으로, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제2 상태에서 동작하도록 제어할 수 있다. 즉, 전기(부하) 전류는 출력 포트 B(1106)로 들어가고 각각 제3 스위치 K3(1430) 및 저항 R(1520)을 통해 흐른다.

자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하는 않는 경우, 제3 스위치 K3(1430)는 턴 오프된다. 이 경우, 제1 전류 경로와 제2 전류 경로 모두 온되지 않는다. 결과적으로, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 자기 유도 신호(1405)가 고전압 또는 저전압을 가지는 여부와 상관없이 제3 상태에서 동작하도록 제어할 수 있다. 즉, 전기(부하) 전류가 출력 포트 B(1106)를 통해 흐르지 않는다. 따라서, 출력 제어 회로(1120)는 자기 유도 신호(1405)에 응답하지 않는다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 센서(1105)의 다른 예시적 도면을 도시한다. 도시된 것처럼, 자기 센서(1105)의 입력(1615)은 외부 AC 전원(1610)에 연결된다. 이 실시예에서, 자기 센서(1105)는 입력(1615)에 연결된 정류기(1150)를 포함하고, 외부 AC 전원(1610)로부터 한 쌍의 차동 AC 신호를 수신하고, 한 쌍의 차동 AC 신호를 직류(DC) 신호로 변환하도록 구성된다. 정류기(1150)의 출력 전압은 자계 검출 회로(1130), 상태 제어 회로(1140), 및 출력 제어 회로(1120)에 파워 업(power up)하는데 이용될 수 있다. 자기 센서(1105)는 전술한 것처럼 자계 검출 회로(1130), 상태 제어 회로(1140), 및 출력 제어 회로(1120)를 더 포함할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 정류기(1150)의 예시적 도면을 도시한다. 정류기(1150)는 전파 정류기 브리지 및 전파 정류기에 연결된 안정화 유닛을 포함한다. 전파 정류기 브리지는 제1 다이오드 D1(1710), 제2 다이오드 D2(1720), 제3 다이오드 D3(1730), 및 제4 다이오드 D4(1740)를 포함한다. 도 9에 도시된 것처럼, 제1 다이오드 D1(1710)는 제2 다이오드 D2(1720)에 직렬로 연결되고, 제3 다이오드 D3(1730)는 제4 다이오드 D4(1740)에 직렬로 연결된다. 제1 다이오드 D1(1710)의 출력 및 제2 다이오드 D2(1720)의 입력은 제1 입력 포트 VAC+(1705)에 연결되고, 제3 다이오드 D3(1730)의 출력 및 제4 다이오드 D4(1740)의 입력은 제2 입력 포트 VAC-(1707)에 연결된다. 실시예에서, 제1 입력 포트 VAC+(1705) 및 제2 입력 포트 VAC-(1707)는 한 쌍의 차동 AC 신호이다. 전파 정류기 브리지는 AC 전원(1610)에 의해 출력되는 한 쌍의 차동 AC 신호를 직류 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 안정화 유닛은 제너 다이오드 DZ(1750)일 수 있으며, 소정 범위 내에서 전파 정류기 브리지에 의해 출력되는 직류 신호를 안정화시키도록 구성된다. 안정화 유닛은 안정화된 DC 전압을 출력한다.

실시예에서, 제1 다이오드 D1(1710)의 입력은 제1 연결점에서 제3 다이오드 D3(1730)의 입력에 연결되어, 전파 정류기 브리지의 접지된 포트를 형성한다. 또한, 제2 다이오드 D2(1720)의 출력은 제2 연결점에서 제4 다이오드 D4(1740)의 출력에 연결되어, 전파 정류기 브리지의 출력 포트 VDD(1760)를 형성한다. 제너 다이오드 DZ(1750)는 제1 연결점과 제2 연결점 사이에 위치된다. 실시예에서, 출력 VDD(1760)는 출력 제어 회로(1120)와 직접적으로 연결될 수 있다.

실시예에서, 제1 입력 포트 VAC+(1705) 및 제2 입력 포트 VAC-(1707)는 외부 AC 전원(1610)에 연결된다. 이 경우, 출력 제어 회로(1120)는 자기 유도 신호(1405)에 추가로 외부 AC 전원(1610)의 극성에 응답할 수 있다.

실시예에서, 자기 센서(1105)가 제1 상태, 제2 상태 또는 제3 상태에서 동작하는지가 자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하는지 여부에 의존하며, 이는 사용자의 사양에 따라 결정될 수 있다. 따라서, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 전기(부하) 전류가 출력 포트 B(1106)로부터 나와 흐를 수 있는 제1 상태에서 또는 전기(부하) 전류가 출력 포트 B(1106)로 흐를 수 있는 제2 상태에서 동작하도록 제어할 수 있다. 다르게 또는 추가적으로는, 자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하는 경우, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 외부 AC 전원(1610)의 극성 및 자기 유도 신호(1405)에 의해 표시되는 자계의 극성에 응답하여 제1 상태와 제2 상태 사이에서 교호로 동작하도록 제어할 수 있다. 자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하지 않는 경우, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 전기(부하) 전류가 출력 포트 B(1106)를 통해 흐르지 않거나 또는 상술한 전기(부하) 전류에 비해 출력 포트 B를 통해 소량의 전류만이 흐르는, 예를 들면 전류의 세기가 전기(부하) 전류의 1/4 보다 적은 제3 상태에서 동작하도록 제어할 수 있다.

실시예에서, 자기 센서(1105)가 소정의 조건을 만족하는 경우, 출력 제어 회로(1120)는 자기 유도 신호 및 외부 AC 전원(1610) 모두에 응답하여 자기 센서(1105)를 제1 상태 또는 제2 상태에서 동작하도록 제어한다. 예를 들면, 자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하고 자기 유도 신호(1405)가 외부 자계가 제1 자극을 가지고 외부 AC 전원(1610)이 제1 전극을 갖는 것을 나타내는 경우, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제1 상태에서 동작하도록 제어할 수 있다. 다른 예에서, 자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하고, 자기 유도 신호(1405)가 외부 자계가 제1 자극의 반대인 제2 자극을 가지고 AC 전원(1610)이 제1 전극의 반대인 제2 전극을 갖는 것을 나타내는 경우, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제2 상태에서 동작하도록 제어할 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 센서(1105)의 예시도를 도시한다. 이 실시예에서, 상태 제어 회로(1140)의 예시적 구조가 제공된다. 도시된 것처럼, 자게 센서(1105)의 입력(1615)은 AC 전원(1610)에 연결된다. 이전에 도시된 것처럼, 자기 센서(1105)는 입력(1615)에 연결되고 외부 AC 전원(1610)으로부터 한 쌍의 차동 AC 신호를 수신하고 한 쌍의 차동 AC 신호를 직류 신호로 변환하도록 구성되는 정류기(1150)를 포함한다. 자기 센서(1105)는 자계 검출 회로(1130), 상태 제어 회로(1140) 및 출력 제어 회로(1120)를 더 포함한다. 도 10에 도시된 것처럼, 상태 제어 회로(1140)는 전압 검출 회로(1141), 지연 회로(1142), 및 로직 회로(1143)를 더 포함한다.

전압 검출 회로(1142)는 자기 센서(1105) 내의 전압이 임계 전압과 동일하거나 또는 넘는지 여부를 검출하도록 구성될 수 있다. 전압이 임계 전압을 넘는 경우, 전압 검출 회로(1142)는 소정 트리거 신호를 생성하고 이를 지연 회로(1141)에 전송한다. 실시예에서, 전압은 자계 검출 회로(1130)의 공급 전압일 수 있다. 임계 전압은 자계 검출 회로(1130)의 자기 감지 소자(1131), 신호 처리 소자(1132) 및 아날로그-디지털 변환 소자(1133)의 동작에 필요한 최소 전압일 수 있다. 실시예에서, 임계 전압은 도 9에 대해 설명된 안정화 유닛에 의해 달성되는 안정화된 DC 전압 보다 작은 값으로 설정될 수 있다.

전압 검출 회로(1142)에 의해 트리거되면, 지연 회로(1141)는 자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하는지 여부를 결정한다. 구체적으로, 지연 유닛(1141)은 전압 검출 회로(1142)로부터 소정 트리거 신호를 수신하는 경우 계시를 시작할 것이다. 정해진 기간이 소정 길이의 기간에 같거나 또는 더 긴 경우, 지연 회로(1141)는 자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하는 것으로 결정한다. 아니라면, 지연 회로(1141)는 자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하지 않는 것으로 결정한다.

로직 회로(1143)는 출력 제어 회로(1120)가 자기 유도 신호에 응답하는 것을 가능하게 하고 자기 센서(1105)를 상술한 방식으로 3개의 상태 중 어느 하나에서 동작하도록 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 자기 센서는 지연 회로(1141)에 의해 기록된 계시된 기간이 소정 기간과 같거나 큰 경우 제1 상태 또는 제2 상태에서 동작할 것이다. 로직 회로(1143)는 또한 지연 회로(1141)에 의해 기록된 계시된 기간이 소정 기간 보다 적을 경우에 출력 제어 회로(1120)가 자기 센서(1105)를 제3 상태에서 동작하도록 제어하는 것을 가능하게 하도록 구성된다.

실시예에서, 자계 검출 회로(1130)의 공급 전압이 소정 전압 임계값에 도달하는 것을 검출하는 것은 자계 검출 회로(1130)의 전체 모듈 즉, 자기 감지 소자(1131), 신호 처리 소자(1132), 및 아날로그-디지털 변환 소자(1133)가 정상적으로 기능하는 것을 보장하는 것이다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 센서(1105)의 일부의 회로의 예시적 이행을 도시한다. 구체적으로, 도 12는 출력 제어 회로(1120) 및 상태 제어 회로(1140)의 예시적 이행을 도시한다. 상태 제어 회로(1140)는 전압 검출 회로(1141), 지연 회로(1142), 및 도 11에 도시된 것과 같은 AND 게이트(1910)인 논리 회로(1143)을 포함한다. AND 게이트(1910)의 제1 입력은 자기 유도 신호(1905)에 대응하고, AND 게이트(1910)의 제2 입력은 지연 회로(1141)의 출력에 연결되고, AND 게이트(1910)의 출력은 출력 제어 회로(1120)에 연결될 수 있다.

이 실시예에서, 출력 제어 회로(1120)는 3개의 고전압 도전 스위치(M0 1920, M1 1960, M2 1970), 다이오드 D5(1980), 인버터(1990), 제1 저항 R1(1930), 및 제2 저항 R2(1950)을 포함한다. 스위치 M0(1920)은 AND 게이트(1910)의 출력에 연결된다. 스위치 M0(1920)의 입력은 저항 R1(1930)을 통해 정류기(1150)의 전압 출력 포트 1940(OUTAD+)에 연결된다. 스위치 M2(1970)는 스위치 M0(1920)와 병렬로 결합된다. 스위치 M2(1970)의 제어 단자는 인버터(1990)를 통해 지연 회로(1141)의 출력에 연결된다. 실시예에서, 스위치 M2(1970)의 등가 저항은 스위치 M0(1920)의 것보다 더 크다.

동작에서, 지연 회로(1141)에 의해 기록된 계시된 기간이 소정 임계 기간과 같거나 더 긴 경우, 지연 회로(1141)는 고전압을 출력한다. 따라서, 이러한 고전압은 자계 검출 회로(1130)로부터의 자기 유도 신호(1905)가 AND 게이트(1910)를 통해 스위치 M0(1920)에 전송되도록 허용한다. 또한, AC 전원(1610)으로부터의 신호가 양의 절반 사이클에 있고 자계 검출 회로(1130)로부터의 자기 유도 신호(1905)가 저전압을 출력하는 경우, 스위치 M0(1920) 및 스위치 M2(1970)는 턴 오프될 수 있으며, 스위치 M1(1960)는 턴 온될 수 있다. 결과적으로, 전기(부하) 전류는 출력 포트 B(1106)로부터 나와 스위치 M1(1960)을 통해 흐를 수 있다. 즉, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제1 상태에서 동작시킨다. 다르게는, AC 전원(1610)으로부터의 신호가 음의 절반 사이클에 있고 자계 검출 회로(1130)로부터의 자기 유도 신호(1905)가 고전압을 출력하는 경우, 스위치 M0(1920)는 턴 온 될 수 있고, 스위치 M1(1960) 및 스위치 M2(1970)는 턴 오프될 수 있다. 결과적으로, 전기(부하) 전류는 출력 포트 B(1106)로 들어가서 다이오드 D5(1980) 및 스위치 M0(1920)를 통과해서 흐를 수 있다. 즉, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제2 상태에서 동작하도록 제어할 수 있다.

지연 회로(1141)에 의해 기록된 계시된 기간이 임계 기간 보다 짧은 경우, 지연 회로(1141) 및 AND 게이트(1910)는 저전압을 출력할 수 있고, 스위치 M0(1920) 및 M1은 턴 오프될 수 있고, 스위치 M2(1970)는 턴 온될 수 있다. 결과적으로, 전기 전류는 출력 포트 B(1106)로 들어가서 다이오드 D5(1980) 및 스위치 M2(1970)를 통해 흐른다. 스위치 M2(1970)의 등가 저항이 크므로, 전기 전류는 매우 작거나 또는 무시할 만하다. 즉, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제3 상태에서 동작하도록 제어한다.

도 12는 상태 제어 회로(1140)과 연결된 출력 제어 회로(1120)의 다른 실시예를 도시한다. 상태 제어 회로(1140)는 전압 검출 회로(1141), 지연 회로(1142), 및 로직 회로(1143)를 포함한다. 구체적으로, 상태 제어 회로(1140)의 로직 회로(1143)는 제1 신호 입력 포트(2002), 제2 신호 입력 포트(2004), 제1 신호 출력 포트(2006), 및 제2 신호 출력 포트(2008)를 포함한다. 제1 신호 입력 포트(2002)는 지연 회로(1141)의 출력에 연결될 수 있고, 제2 신호 입력 포트는 자기 유도 신호(2005)를 수신하도록 연결될 수 있다. 지연 회로(1141)에 의해 기록된 계시된 기간이 임계 기간 보다 짧은 경우, 로직 회로(1143)는 지연 회로(1141)에 저전압을 출력하도록 구성될 수 있다. 반면에, 지연 회로(1141)에 의해 기록된 계시된 기간이 임계 기간과 같거나 더 긴 경우, 지연 회로(1141)는 고전압을 출력할 수 있다. 또한, 로직 회로(1143)는 제1 신호 출력 포트(2006) 및 제2 신호 출력 포트(2008)를 통해 자기 유도 신호(2005)를 출력할 수 있다. 제1 신호 출력 포트(2006) 및 제2 신호 출력 포트(2006) 에서의 출력 신호는 180도 위상 편차를 가질 수 있다. 제1 출력 포트(2006) 및 제2 출력 포트(2008) 에서의 출력 신호는 동시에 고전압을 가질 수는 없다는 것이 이해되어야 한다.

이 실시예에서, 출력 제어 회로(1120)는 3개의 스위치 즉, 스위치 M3(2060), M4(2040), M5(2070), 2개의 저항, 즉 저항 R3(2050), 및 저항 R4(2030), 보호 다이오드 D6(2020)를 포함한다. 구체적으로, 스위치 M3(2060) 및 M5(2070)은 둘 다 고전압 도전 스위치이고, 스위치 M4(2040)는 저전압 도전 스위치이다. 스위치 M3(2060) 및 스위치 M5(2070)의 제어 단자가 로직 회로(1143)의 제1 신호 출력 포트(2006) 및 제2 신호 출력 포트(2008)에 각각 연결된다. 스위치 M3(2060)의 입력은 저항 R3(2050)의 제1 포트에 연결된다. 스위치 M3(2060)의 출력은 정류기(1150)의 접지 출력 OUTAD- (2080)에 연결된다(도 7에 도시됨).

스위치 M4(2040)의 제어 단자는 저항 R3(2050)의 제2 포트에 연결된다. 스위치 M4(2040)의 입력은 정류기(1150)의 전압 출력 포트 OUTAD+(2010)에 연결된다. 스위치 M4(2040)의 출력은 스위치 M5(2070)의 입력에 연결된다. 스위치 M5(2070)의 출력은 정류기(1150)의 전압 출력 포트 OUTAD-(2080)에 연결된다. 실시예에서, 전압 출력 포트 OUTAD-(2080)는 플로팅 접지이다. 스위치 M4(2040)의 출력은 스위치 M5(2070)의 입력 및 출력 포트 B(1106)에 연결된다. 스위치 M4(2040)의 제어 단자는 보호 다이오드 D6(2020)의 양극에 연결된다. 스위치 M4(2040)의 입력은 보호 다이오드 D6(2020)의 음극에 연결된다. 저항 R4(2030)은 스위치 M4(2040)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결된다.

동작에서, 지연 회로(1141)에 의해 기록된 계시된 기간이 임계 기간과 같거나 더 긴 경우, 지연 회로(1141)는 고전압을 출력한다. 이 경우, 로직 회로(1143)는 자기 유도 신호가 제1 신호 출력 포트(2006) 또는 제2 신호 출력 포트(2008)를 통해 출력되도록 허용한다. 제1 신호 출력 포트(2002) 및 제2 신호 출력 포트(2004)에서의 출력 신호는 180도의 위상 편차를 가질 수 있다. 또한, AC 전원(1610)으로부터의 신호가 양의 절반 사이클에 있고, 자계 검출 회로(1130)로부터의 자기 유도 신호(2005)가 고전압에 대응하는 경우, 스위치 M3(2060) 및 M4(2040)는 턴 온될 수 있고, 스위치 M5(2070)는 턴 오프될 수 있다. 결과적으로, 전기(부하) 전류는 출력 포트 B(1106)로 나와 스위치 M4(2040)를 통해 흐른다. 즉, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제1 상태에서 동작하도록 제어한다. 다르게는, AC 전원(1610)으로부터의 신호가 음의 절반 사이클에 있고, 자계 검출 회로(1130)로부터의 자기 유도 신호(2005)가 저전압에 대응하는 경우, 스위치 M3(2060) 및 M4(2040)는 턴 오프될 수 있고, 스위치 M5(2070)는 턴 온될 수 있다. 결과적으로, 전기 전류는 출력 포트 B(1106)로 들어가서 스위치 M5(2070)를 통과해서 흐른다. 즉, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제2 상태에서 동작하도록 제어한다.

지연 회로(1141)에 의해 기록된 계시된 기간이 임계 기간 보다 더 짧은 경우, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제3 상태에서 동작하도록 제어하도록 지정된다. 이 경우, 지연 회로(1141)는 저전압을 출력하고, 로직 회로(1143)는 제1 출력 포트(2006) 및 제2 출력 포트(2008) 각각에서 저전압을 출력하며, 스위치 M3(2060), M4(2040), 및 M5(2070)는 턴 오프될 수 있다. 결과적으로, 출력 포트 B(1106)를 통해 전기 전류가 흐르지 않는다(또는, 전술한 전기(부하) 전류와 비교할 때 소량의 전류만이 출력 포트 B(1106)를 통해 흐른다, 즉 전류는 전기(부하) 전류의 1/4 보다 적다).

도 13은 본 실시예에 따라 자기 센서(1105)에 의해 수행되는 신호 처리의 예시적 방법의 흐름도이다. 단계 S101에서, 외부 자계가 검출된다. 자기 유도 신호는 외부 자계의 극성 및/또는 강도가 생성됨을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 단계 S101에서, 외부 자계와 관련된 아날로그 전기 신호 및 그와 관련된 정보가 검출되고 출력된다. 또한, 검출된 아날로그 전기 신호는 아날로그 전기 신호를 증폭하고 간섭을 감소함에 의해 처리될 수 있다. 또한, 처리된 아날로그 전기 신호는 자기 유도 신호를 생성하도록 변환될 수 있다. 일부 응용에서, 자기 유도 신호는 외부 자계의 극성을 나타내는 디지털 신호로 스위치될 수 있다.

단계 S102에서, 소정 조건이 만족되는지 여부가 결정된다. 소정 조건은 자기 센서의 특정 전압에 대해 관련되거나 또는 평가된다. 소정 조건이 만족되는 경우, 방법은 단계 S103으로 진행한다. 아니라면, 방법은 단계 S104로 진행한다. 구체적으로, 소정 조건은 자기 센서의 전압이 소정 전압 임계값에 도달하는 소정 기간으로서 설정될 수 있다. 실시예에서, 소정 조건이 만족되는지 여부가 자기 센서(1105)의 전압이 소정 전압 스래스홀드와 같거나 넘는 동안의 기간을 기초로 결정될 수 있다. 상술한 것처럼, 단계 S102를 수행하기 위하여, 자기 센서(1105)의 전압이 소정 전압 임계값에 도달하는지 여부가 결정된다. 그렇다면, 지연 회로(1142)는 계시를 시작한다. 기간이 소정 길이에 도달하는 경우, 소정 조건이 만족되는 것으로 결정된다. 아니라면, 소정 조건이 만족되지 않는 것으로 결정된다.

단계 S103에서, 자기 유도 신호를 기초로, 자기 센서는 제1 상태와 제2 상태 중 적어도 하나에서 동작하도록 제어된다. 여기에 설명되는 것처럼, 제1 상태에서, 전기(부하) 전류는 출력 포트 B(1106)로부터 나와서 흐른다. 제2 상태에서, 전기(부하) 전류는 출력 포트 B(1106)로 흐른다. 단계 S104에서, 자기 센서는 제3 상태에서 동작하도록 제어되며, 여기서 자기 센서(1105)는 제1 상태나 제2 상태에서 동작하지 않으며, 즉 전류는 출력 포트 B(1106)를 통해 흐르지 않는다(또는 무시할만하다).

도 14는 본 발명의 실시예에 따라, 여기에 설명된 자기 센서를 포함하는 모터 어셈블리(2200)의 예시도를 도시한다. 모터 어셈블리(2200)는 외부 AC 전원(1610)과 결합된 모터 M(1202), 모터 M(1202)와 직렬로 결합된 제어 가능한 양방향 AC 스위치(1300), 자기 센서(1105)를 포함한다. 자기 센서(1105)는 회전자 주위의 자계의 변이를 검출하기 위하여 모터(1202)의 회전자에 가까이 존재한다.

실시예에서, 자기 센서(1105)는 모터(1202)에 결합된 제1 입력(1102), 외부 AC 전원(1610)에 결합된 제2 입력(1104), 제어 가능한 양방향 AC 스위치(1105)의 출력 단자에 결합된 출력(1106)을 포함한다.

실시예에서, 모터 어셈블리(2200)는 AC 전원(1610)을 기초로 얻어진 감소된 전압을 자기 센서(1105)에 제공하도록 구성된 전압 감소 회로(1200)를 더 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 자기 센서(1105)의 제1 입력(1102)은 대신 전압 감소 회로(1200)에 결합된다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 모터(2300)의 예시적 도면을 도시한다. 모터(2300)는 도 14에서의 모터(1202)와 유사하다. 실시예에서, 모터(2300)는 동기식 모터로서 고정자 및 고정자 주위를 감는 회전자(M1)을 포함한다. 고정자는 고정자 코어(M2) 및 고정자 코어(M2) 주위를 감는 단상 권선(M3)을 포함한다. 고정자 코어(M2)는 순철, 주철, 주강, 전기강, 실리콘강, 또는 다른 연자기 재료를 포함할 수 있다. 회전자(M1)는 영구 자석을 포함한다. 고정자 권선(M3)이 AC 전원(1610)과 직렬로 결합되는 경우, 회전자(M1)는 안정적 위상에서 60f/p rpm(회전/분)의 균일한 속도로 동작할 수 있으며, 여기서 f는 AC 전원(1610)의 주파수이고, p는 회전자(M1)의 극 쌍의 개수이다. 고정자 코어(M2)는 2개의 반대 극을 가지며, 그중 하나는 자극 호(pole arc)(예를 들면, M4, M5)를 갖는다. 회전자(M1)의 외면은 자극 호(예를 들면, M4, M5)에 반대이고, 이에 따라 외면과 자극 호 사이에 불균일한 갭을 형성한다. 고정자 극의 자극 호(예를 들면, M4, M5)는 오목한 홈을 구비한다. 오목한 홈을 제외한 자극 호의 부분은 회전자(M1)와 동일한 중심 축을 갖는다.

불균일 자계는 상술한 구성으로 형성될 수 있으며, 이는 회전자(M1)가 고정인 경우에 회전자(M1)의 극이 고정자 극의 중심 축에 대해 일정 각도로 관련됨을 보장한다. 각도는 자기 센서(1105)의 영향 하에서 모터(M)가 파워 업되는 때마다 회전자(M1)에 대한 초기 토크를 보장한다. 회전자(M1)의 극은 회전자(M1)의 대향 자극들 사이에서의 경계에 있을 수 있다. 고정자의 중심축은 고정자의 극의 중심을 통과하는 선일 수 있다. 실시예에서, 고정자 및 회전자(M1) 모두는 2개의 자극을 갖는다. 실시예에서, 고정자 및 회전자(M1)는 큰 개수의 자극 예를 들면 4개 또는 6개의 자극을 가질 수 있다.

도 14를 참조로, 자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하는 경우, 자기 센서(1105)는 AC 전원(1610)으로부터의 신호 및 영구 자석 회전자(M1)의 극성에 의존하여 제1 상태 또는 제2 상태에서 동작할 수 있다. 구체적으로, AC 전원(1610)으로부터의 신호가 양의 절반 사이클에 있고 자계 검출 회로(1130)가 영구 자석 회전자(M1)가 제1 극성을 갖는 것을 검출한 경우, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제1 상태에서 동작하도록 제어한다. 즉, 전기 전류는 자기 센서(1105)로부터 제어 가능한 양방향 AC 스위치(1300)로 흐를 수 있다. 다르게는, AC 전원(1610)으로부터의 신호가 음의 절반 사이클에 있고 자계 검출 회로(1130)가 영구 자석 회전자(M1)가 제1 극성의 반대인 제2 극성을 갖는 것을 검출한 경우, 출력 제어 회로(1120)는 자기 센서(1105)를 제2 상태에서 동작하도록 제어하며, 여기서 전기 전류는 제어 가능한 양방향 AC 스위치(1300)로부터 자기 센서(1105)로 흐를 수 있다.

자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하지 않는 경우, 자기 센서(1105)는 제3 상태에서 동작하며, 여기서 제어 가능한 양방향 AC 스위치(1300)와 자기 센서(1105) 사이에는 전기 전류가 흐르지 않는다(또는 제어 가능한 양방향 AC 스위치(1300)와 자기 센서(1105) 사이에 소량의 전류만이 흐른다).

실시예에서, 자기 센서(1105)는 도 9에 도시된 것처럼 정류기(1150) 및 도 6에 도시된 것처럼 출력 제어 회로(1120)를 포함한다. 상술한 것처럼, 도 6에서, 출력 제어 회로(1120)는 고전압 도전 스위치인 제1 스위치 K1(1410), 저전압 도전 스위치인 제2 스위치 K2(1420), 및 제3 스위치 K3(1430)를 포함한다. 소정 조건이 만족되는 경우, 제3 스위치 K3(1430)는 턴 온된다. 또한, AC 전원(1610)으로부터의 신호가 양의 절반 사이클 내에 있고 자기 유도 신호가 고전압인 경우, 제1 스위치 K1(1410)는 턴 온되고 제2 스위치 K2(1420)는 턴 오프된다. 결과적으로, 자기 센서(1105)는 제1 상태에서 동작하고, 여기서 전기 전류는 AC 전원(1610)으로부터 모터 M(1202), 전압 감소 회로(1200), 자기 센서(1105)의 제1 입력 포트, 전파 정류기 브리지 내의 제2 다이오드(D2)의 전압 출력 포트, 출력 제어 회로(1120)의 제1 스위치 K1(1410), 출력 포트 B(1106), 다음으로 제어 가능한 양방향 AC 스위치(1105)를 통해 흐르고 마지막으로 AC 전원(1610)으로 돌아간다. 다르게는, AC 전원(1610)으로부터의 신호가 음의 절반 사이클에 있고 자기 유도 신호가 저전압인 경우, 제1 스위치 K1(1410)는 턴 오프되고, 제2 스위치 K2(1420)는 턴 온된다. 결과적으로, 자기 센서(1105)는 제2 상태에서 동작하고, 여기서 전기 전류는 AC 전원(1610)으로부터 제어 가능한 양방향 AC 스위치(1105), 출력 포트 B(1106), 제2 스위치 K2(1420), 전파 정류기 브리지의 접지된 포트, 제1 다이오드 D1(1710), 자기 센서(1105)의 제1 입력 포트, 전압 감소 회로(1200), 모터(1202)를 통해 흐르고, 마지막으로 AC 전원(1610)으로 돌아간다.

AC 전원(1610)으로부터의 신호가 양의 절반 사이클에 있고 자계 검출 회로(1130)가 저전압을 출력하는 경우, 또는 AC 전원(1610)으로부터의 신호가 음의 절반 사이클에 있고 자계 검출 회로(1130)가 고전압을 출력하는 경우, 제1 스위치 K1(1410) 및 제2 스위치 K2(1420)는 턴 온될 수 없다. 그러므로, 출력 제어 회로(1120)는 제어 가능한 양방향 AC 스위치(1105)가 소정 방식으로 "온"과 "오프" 상태 사이에서 교대로 동작한다. 출력 제어 회로(1120)는 AC 전원(1610)의 극성 및 자기 검출 정보의 변이를 기초로 자기 센서(1105)가 고정자 권선(M3)을 파워 업하는 방식을 제어하여, 고정자에 의해 생성된 변하는 자계가 회전자를 따라 회전자의 자계의 위치에 따른 단일 방향으로 회전하도록 한다. 이는 회전자(M1)가 모터(1202)가 파워 업 할 때마다 고정된 방향으로 회전하는 것을 가능하게 한다.

반면에, 자기 센서(1105)가 소정 조건을 만족하지 않는 경우, 제3 스위치 K3(1430)는 턴 오프된다. 결과적으로, 자기 센서(1105)는 제3 상태에서 동작하고, 여기서 모터 어셈블리(2200) 내에 전기 전류가 흐르지 않는다(또는 상술한 전기 전류에 비교하여 소량의 무시할만한 전류가 모터 어셈블리(2200) 내로 흐른다 즉, 전류의 세기는 전기 전류의 1/4 보다 적다).

도 16은 본 발명의 실시예에 따라 각각 AC 전원(1610) 및 정류기 브리지(1150)로부터의 출력 전압의 파형을 도시한다. 구체적으로, 도 16의 상위부는 AC 전원(1610)의 출력 전압의 파형을 도시하고, 도 24의 하위부는 정류기 브리지(1150)의 출력 전압의 파형을 도시한다. 도시된 것처럼, 정류기 브리지의 출력 전압의 주파수는 AC 전원(1610)의 주파수의 2배이다.

정류기 브리지(1150)의 출력 전압의 파형이 상승하는 경우, 출력 제어 회로(1120)는 출력 제어 회로(1120)가 제1 상태 또는 제2 상태에서 동작하기 이전에 제3 상태에서 동작할 수 있다. 따라서, AC 전원(1610)의 출력 전압의 파형이 양의 절반 사이클에 있는 경우, 자기 센서(1105)는 제1 상태에서 동작할 수 있다. AC 전원(1610)의 출력 전압의 파형이 음의 절반 사이클에 있는 경우, 자기 센서(1105)는 제2 상태에서 동작할 수 있다. 그러므로, 제3 상태의 동작 주파수는 제1 상태 또는 제2 상태의 동작 주파수에 정비례하고, 또한 AC 전원(1610)의 전압의 주파수에 비례한다. 실시예에서, 제3 상태의 동작 주파수는 AC 전원(1610)의 주파수의 2배인 제1 상태 또는 제2 상태의 동작 주파수의 2배이다.

상술한 실시예는 단지 설명을 목적으로 한 것으로 이해되어야 한다. 본 발명은 제한적인 것을 의도하지 않는다. 자기 센서(1105)는 상술한 것과 같은 모터 어셈블리(2200) 외의 다른 응용에 이용될 수 있다.

당업자라면 본 발명이 각종 개조 및/또는 강화를 받아들임을 인식할 것이다. 예를 들면, 상술한 다양한 구성 요소의 이행이 하드웨어 디바이스에서 내장될 수 있지만, 소프트웨어만의 해법, 예를 들면 기존 서버 상에 설치로서 이행될 수 있다. 또한, 여기에 설명되는 호스트 및 클라이언트 노드의 유닛은 펌웨어, 펌웨어/소프트웨어 조합, 펌웨어/하드웨어 조합, 또는 하드웨어/펌웨어/소프트웨어 조합으로 이행될 수 있다. 다른 실시예에서, 모터 및 제어 가능한 양방향 AC 스위치는 서로에 대해 직렬로 결합될 수 있으며, 제1 브랜치를 형성한다. 직렬-연결된 전압 감소 회로 및 자기 센서는 제2 브랜치를 형성한다. 제1 브랜치는 외부 AC 전원의 두 단부 사이에서 제2 브랜치와 병렬로 결합된다.

전술한 것들이 최적 모드 및/또는 다른 예가 되는 것을 간주하여 설명되는 동안, 각종 변경이 가능할 수 있으며, 여기에 개시된 요지는 각종 형태 및 예로 이행될 수 있으며, 본 발명은 다수의 어플리케이션에서 적용될 수 있으며, 이들 중 일부만이 여기에 설명된다. 이하의 청구범위 및 전체 어플리케이션에 의해 본 발명의 진정함 범위 내에 있는 개조 및 변형이 의도된다.

Claims (10)

1. 자기 센서로서:
   하우징:
   입력 포트 및 출력 포트 - 상기 입력 포트 및 상기 출력 포트 둘다 상기 하우징으로부터 연장하며, 상기 입력 포트는 외부 교류(AC) 전원에 연결됨 - ; 및
   전기 회로를 포함하되,
   상기 전기 회로는,
   외부 자계를 검출하고 상기 외부 자계의 적어도 하나의 특성을 나타내는 자기 유도 신호를 출력하도록 구성되는 자계 검출 회로; 및
   상기 출력 포트와 결합되고, 상기 자기 센서를 제1 상태 및 제2 상태 중 적어도 하나에서 동작하도록 제어하기 위하여 적어도 자기 유도 신호에 응답하도록 구성된 출력 제어 회로를 포함하며,
   제1 상태에서, 부하 전류는 상기 출력 포트로부터 상기 자기 센서의 외부로 제1 방향으로 흐르며,
   제2 상태에서, 부하 전류는 상기 자기 센서의 외부로부터 상기 출력 포트를 통해 상기 자기 센서로 제1 방향의 반대인 제2 방향으로 흐르며, 또한
   상기 자기 센서의 동작 주파수는 외부 AC 전원의 주파수에 정비례하는, 자기 센서.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 출력 제어 회로는 소정 조건이 만족되는 경우 상기 자기 센서를 상기 자기 유도 신호에 응답하여 상기 제1 및 제2 상태 중 적어도 하나에서 동작하도록 제어하도록 구성된, 자기 센서.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 소정 조건이 만족되는 경우, 상기 자기 센서는 상기 외부 자계의 자극 및 상기 외부 AC 전원의 극성에 의존하여 상기 제1 상태와 상기 제2 상태 사이에서 교호로 동작하는, 자기 센서.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 출력 제어 회로는 소정 조건이 만족되는 경우에,
   상기 자기 유도 신호가 상기 외부 자계가 제1 자극을 가지며, 상기 외부 AC 전원이 제1 극성을 가지는 것을 나타내는 경우에 부하 전류가 제1 방향으로 흐르도록 허용함에 의해 상기 자기 센서를 제1 상태에서 동작하도록 제어하도록 하고; 또한
   상기 자기 유도 신호가 상기 외부 자계가 제1 자극에 반대인 제2 자극을 가지며, 상기 외부 AC 전원이 제1 극성에 반대인 제2 극성을 가지는 것을 나타내는 경우에 부하 전류가 제2 방향으로 흐르도록 허용함에 의해 상기 자기 센서를 제2 상태에서 동작하도록 제어하도록 구성되는, 자기 센서.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 센서가 상기 제1 상태 또는 상기 제2 상태에서 동작하는 경우, 상기 자기 센서의 동작 주파수는 상기 외부 AC 전원의 주파수와 동일한, 자기 센서.
6. 청구항 2에 있어서, 상기 출력 제어 회로는 상기 소정 조건이 만족되지 않는 경우, 상기 자기 센서를 제3 상태에서 동작하도록 제어하도록 또한 구성되며, 여기서 무시할 만한 양의 부하 전류가 상기 출력 포트를 통해 흐르거나 또는 상기 출력 포트를 통해 전류가 흐르지 않으며, 제3 상태에 있는 상기 자기 센서의 동작 주파수는 상기 외부 AC 전원의 주파수의 2배인, 자기 센서.
7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 회로는 상기 제1 또는 제2 상태에 있는 상기 자기 센서의 동작 주파수의 2배의 주파수를 갖는 출력 전압을 생성하기 위하여 상기 외부 AC 전원을 전파로 정류하도록 구성되는 정류기를 더 포함하는, 자기 센서.
8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 회로는:
   특정 전압을 검출하고, 상기 특정 전압이 소정 전압 스래스홀드와 같거나 더 큰 경우에, 트리거링 신호를 출력하도록 구성되는 전압 검출 회로;
   상기 전압 검출 회로와 직렬로 결합되며, 상기 트리거링 신호 수신시에, 특정 전압이 소정 전압 스래스홀드와 같거나 더 큰 동안의 시간의 길이를 계시하도록 구성되는 지연 회로; 및
   상기 지연 회로와 결합되고,
   상기 시간의 길이가 소정 시간의 길이를 초과하는 경우에 상기 소정 조건이 만족됨을 시그널하고,
   상기 시간의 길이가 소정 시간의 길이를 초과하지 않는 경우에 상기 소정 조건이 만족되지 않음을 시그널하도록 구성되는 로직 회로
   를 더 포함하는, 자기 센서.
9. 모터 어셈블리로서:
   교류(AC) 전원을 기초로 동작하도록 구성되는 모터;
   청구항 1에 기재된 자기 센서 - 상기 자기 센서는 모터에 의해 생성된 자계를 검출하고 상기 검출된 자계를 기초로 결정된 동작 상태에서 동작하도록 구성됨 - ; 및
   상기 모터와 직렬로 결합되며, 상기 자기 센서의 동작 상태를 기초로 상기 모터를 제어하도록 구성된 양방향 AC 스위치
   를 포함하는, 모터 어셈블리.
10. 집적 회로로서:
    입력 포트 및 출력 포트 - 상기 입력 포트는 외부 교류(AC) 전원에 연결됨 - ; 및
    전기 회로를 포함하되, 상기 전기 회로는:
    상기 출력 포트와 결합되고, 제1 상태 및 제2 상태 중 적어도 하나에서 동작하도록 적어도 검출된 신호에 응답하여 상기 집적 회로를 제어하도록 구성되는 출력 제어 회로를 포함하며,
    제1 상태에서, 부하 전류는 출력 포트로부터 집적 회로의 외부로 제1 방향으로 흐르며,
    제2 상태에서, 부하 전류는 집적 회로의 외부로부터 출력 포트를 통해 집적 회로로 제1 방향에 반대인 제2 방향으로 흐르며, 또한
    집적 회로의 동작 주파수는 상기 외부 AC 전원의 주파수에 정비례하는, 집적 회로.

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